Авторы:Т.В. Корчагина, С.А. Воробьев, Л.Л. Рыбак

Источник:Научная электронная библиотека КИБЕРЛЕНИНКА

Одним из основных источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу угледобывающими предприятиями Кемеровской области являются техногенные массивы, представленные карьерами, терриконами и породными отвалами. Выбросы пыли в атмосферу происходят при выгрузке породы в отвал, его формировании и при сдувании твердых частиц с поверхности отвала. Интенсивность пылевыделения зависит от типа используемого оборудования, влажности перегружаемого материала, высоты пересыпа, климатических условий и эффективности применяемых средств пылеподавления [1 – 2].

Количество твердых частиц, сдуваемых с поверхности породных отвалов, зависит от площади пылящей поверхности, влажности и степени измельчения горной массы, климатических условий и эффективности средств пылеподавления. Для оценки воздействия техногенных массивов на атмосферу были исследованы угледобывающие предприятия ООО Объединение Прокопьевскуголь: ООО Шахта Тырганская, ООО Шахта Зиминка, ООО Шахта им. Ворошилова, ООО Шахта Красногорская, – расположенные в черте г. Прокопьевска и имеющие на территории горных отводов техногенные массивы.

Анализ данных государственной статистической отчетности по форме № 2-ТП (воздух) за 1997 – 2012 гг. свидетельствует о значительном увеличении объемов выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ по всем исследуемым предприятиям ООО Объединение Прокопьевскуголь: от 649,938 до 5440,729 т в год по ООО Шахта им. Ворошилова; от 524,71до3397,575 т в год по ООО Шахта Зиминка; от 383,08 до13207,01 т в год по ООО Шахта Красногорская [3]. В выбросах за- грязняющих веществ в атмосферу угледобывающих предприятий ООО Объединение Прокопьевскуголь преобладают газообразные, в составе которых, ранжируя в порядке убывания, можно выделить углеводороды, оксид углерода, сернистый ангидрид и т.д. (рис. 1 ‒ 3).

Подобная структура загрязняющих веществ характерна для большинства угледобывающих предприятий. На горных отводах ООО Шахта им. Ворошилова и ООО Шахта Зиминка расположены недействующие породные отвалы, выбросы которых представлены только неорганической пылью.

Рисунок 1 – Выбросы загрязняющих веществ по ООО Шахта им. Ворошилова за 1997 – 2012 гг.

Рисунок 2 – Выбросы загрязняющих веществ по ООО Шахта Красногорская за 1997 – 2012 гг.

Рисунок 3 – Выбросы загрязняющих веществ по ООО Шахта Зиминка за 1997 – 2012 гг.

В этой связи интересным оказалось сравнение годовых объемов выбросов твердых веществ с годовыми объемами выбросов твердых веществ от техногенных массивов. Так по ООО Шахта им. Ворошилова выбросы твердых веществ от техногенных массивов в 2012 г. составили 1,16 т или 0,96 % от общего объема выбросов твердых веществ, что на 0,47 т больше, чем в 2011 г.(0,69 т или 0,51 %) и практически остались на уровне 1997г. По ООО Шахта Зиминка в 2012г. объем выбросов твердых веществ от техногенных массивов составил 0,19 т или 0,047 % против 0,28 т в 2011 г., т е. уменьшился на 0,09 т.

Таким образом, величина выбросов твердых веществ от техногенных массивов практически незначительна и составляет не более 1 % от общего объема выбросов твердых веществ.

На горном отводе ООО Шахта им. Ворошилова расположен недействующий горящий террикон. Пуск отвала в эксплуатацию был осуществлен в 1950 г. По объему отвал составляет 834700 м3, его высота 59 м, площадь основания 36300 м2, углы откосов 38-40о. Состав рыхлых пород до коренных представлен глиной, мощностью до 7 м. В отвал сложены породы, выданные из шахты от проходки горных выработок, представленные аргиллитами, алевролитами, песчаниками в смеси с углем. Горящие участки расположены в хребтовой части и у вершины отвала. Подача породы в отвал прекращена в 1968 г. С 1970 по 1980 гг. производилась частичная разборка хвостовой части отвала для размещения железнодорожной станции при реконструкции шахты. Самовозгорание отвала началось в 1982 году (рис. 4).

Продуктами горения породного отвала, загрязняющими атмосферу, являются оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода и сероводород.

Рисунок 4 – План расположения терриконика угольного предприятия ООО Шахта Ворошилова

Интенсивность выбросов загрязняющих веществ зависит от наличия в породе горючей массы, технологии формирования отвалов и от времени его существования. В настоящее время загрязняющие вещества от породного отвала представлены взвешенными веществами, сдуваемыми с поверхности, масса которых в 2012 г. составила 0,788 т/год или 0,048 г/сек. и газообразными веществами: SO2 – 3,99 т /год, CO2 – 39,95 т / год, NO2 – 0,4 H2S–2,0 т/год. И если на промпредприятиях данные выбросы строго учитываются и контролируются, то на горящих породных отвалах никакого учета нет.

Что касается SO2, являющегося токсичным газом, ухудшающим санитарно-гигиенические условия окружающей среды, учет этого ингредиента крайне необходим. По нашим расчетам его выбросы от горящего недействующего террикона составили в 2012 г. 3,82 % (3,9 т) от общего объема выбросов SO2, или сохранились на уровне 1997 г. Но несмотря на такую несущественную долю выбросов SO2, следует отметить, что 1 тонна серы, содержащаяся в породной массе, при сгорании образует 2 тонны двуокиси серы. Если считать, что ежегодно перегорает около 1000 тыс. тонн породы, с содержанием серы в ней до 1 %, то это эквивалентно образованию 20 тыс. тонн сернистого ангидрида. Для сравнения: суммарный выброс SO2 всеми стационарными и передвижными источниками по Кузбассу составляет 160 тыс. тонн.

Исследования показали, что в структуре газообразных с 1997 г. по 2012 г. наибольшая доля приходилась на оксид углерода – от 61,85 % до 91,64 % . К 2012 г. ситуация изменилась: большую часть составляют углеводороды – 88,82 %. Это стало возможным в связи с учетом в объеме выбросов газообразных метана.

Примечательно, что выбросы газообразных загрязнителей от террикона в 2012 г. составили 1,3 % от общего объема выбросов газообразных против 7,7 % в 1997 г.

Увеличение добычи угля приводило к возрастанию объемов выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ. При этом в 1997 г. по ООО Объединение Прокопьевскуголь при добыче 6953,3 т соответствовал выброс 7797 усл. т/год загрязняющих веществ, а в 2012 г. – при добыче 1190,2 тыс.т – фактические выбросы загрязняющих веществ составили 22045,314 усл. т/год [3] .

То обстоятельство, что полученные связи (объем добычи − объем выбросов загрязняющих веществ) отличаются высокими коэффициентами корреляции (0,799-0,945), делает возможным их использование для предварительных прогнозов в эколого-экономических расчетах.

Список источников

1. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Рябов Г.Г. Геоэкологические принципы использования вторичных ресурсов / Москва – Тула. Изд-во Гриф и К. 2000. 360 с.
2. Загрязнение атмосферы топливно-энергетическим комплексом при использовании углей Подмосковного бассейна / Н.М. Качурин [и др.]// Москва – Тула. Изд-во Гриф и К. 2004. 223 с.
3. Данные государственной статистической отчетности по форме № 2-ТП (воздух) за 1997 – 2012 гг. по предприятиям ООО Объединение Прокопьевскуголь.